Čujete 'Inconel 718' i odmah pomislite na 'teške stvari za vruće dijelove' – dijelovi mlaznog motora, turbinski diskovi, takve stvari. To je tačno, ali tu takođe počinje uobičajena zamka. Ljudi vide visoke brojeve zatezanja i puzanja na 700°C i pretpostavljaju da je to samo tvrđa verzija 316 nerđajućeg čelika. Nije. Pravi izazov nije samo njegova snaga; tako se ta snaga ponaša kada pokušavaš da napraviš nešto od nje. Priča o mašinskoj obradi i naknadnoj obradi je mjesto gdje se piše pravo iskustvo.
Mašinsko brušenje – doslovno
Hajde da razgovaramo o alatima za rezanje. Rano smo na teži način naučili da je tretiranje kao visokotemperaturni čelik brz put do uništenih umetaka i otpadnih dijelova. Kaljenje na radu je ozbiljno. Ako vaš alat nije oštar, ili ako se čak i malo zadržavate, više ne sečete – hladno obrađujete površinu u nešto još tvrđe. Propalili smo nekoliko marki obloženih karbida prije nego što smo se odlučili na vrlo specifičnu vrstu s oštrom, poliranom geometrijom rubova. Čak i tada, gledate na brzine koje su možda 20% od onih koje biste trčali na čeliku. To je spor, skup proces uklanjanja, a rashladna tečnost nije opciona; to je kritičan alat za upravljanje toplinom kako bi se spriječilo da se radni komad previše zagrije i pogorša otvrdnjavanje.
Sjećam se serije tijela ventila od kojih smo strojno obrađivali Inconel 718 bar stock. Otisak je tražio finu završnu obradu na nekim unutrašnjim otvorima. Dobili smo savršene dimenzije, ali završnica je bila zrnasta, gotovo pocijepana. Pitanje? Otklon alata. Čak i uz krutu postavku, sile rezanja su bile dovoljno velike da izazovu sitno brbljanje. Morali smo da se vratimo, redizajniramo putanju alata da bismo mogli da uradimo još lakše završne prolaze i da se prebacimo na specijalizovani umetak za brisače. To je dodalo sate na vrijeme ciklusa, ali to je bilo to ili dio koji nije dobro zaptio. To je skriveni trošak – vrijeme inženjeringa i podešavanje procesa koji se ne pojavljuju u cijeni sirovine po kilogramu.
Bušenje i urezivanje su njihov poseban pakao. Evakuacija čipova je kralj. Te žilave, čvrste strugotine će se omotati oko bušilice i otkinuti je u trenu ako ne budete agresivno kljucali i ne koristite rashladno sredstvo pod visokim pritiskom kroz alat. Za navoje, gotovo uvijek navodimo spiralne žljebove i velike bušilice. Pokušavam urezati 50% konca Inconel 718 traži pokvarenu slavinu zakopanu duboko u veoma skupom delu. Naučite dati prostor materijalnom.
Složenosti bacanja – ne samo zalivanje i kretanje
Prelazak sa strojne obrade na pravljenje oblika gotovo mreže putem livenja u investiciju – to je naša osnovna igra Qingdao Qiangsenyu Technology Co., Ltd. (QSY). Sa više od tri decenije u livenju ljuske i ulaganju, proveli smo mnogo legura nikla kroz livnicu. Inconel 718 je osnovna, ali zahtjevna. Visoka tačka topljenja legure je jedna stvar; Kontrola njegovog očvršćavanja kako bi se izbjegle pjege, segregacija i vruće kidanje je još jedna potpuno igra loptom.
Dizajn ulaza i dizanja za 718 je kritičniji nego za mnoge čelike. Potrebno vam je vrlo usmjereno skrućivanje kako biste pravilno nahranili masivno skupljanje. Ako su termalni gradijenti pogrešni, na kraju ćete imati mikro-poroznost u debelim dijelovima ili površinske pukotine u blizini prijelaza od tankog do debelog. Imali smo dijelove koji su izašli iz školjke i izgledali savršeno, samo da bi rendgenski snimak ili UT otkrili oblak fine poroznosti u čvorištu. To je totalni gubitak. To je nametnulo potpunu reviziju naše temperature izlivanja i protokola predgrijavanja kalupa za tu konkretnu geometriju. Ponekad je popravka kontraintuitivna – nešto niže pregrijavanje može zapravo smanjiti turbulenciju i poboljšati zvučnost, iako radite bliže likvidusu legure.
Zatim, tu je struktura koja je napravljena. Ne možete ga koristiti kakav jeste. Urođena dendritska struktura i vjerovatno prisustvo Lavesove faze (krhki intermetali bogati niobijem) znače da dio ima loša mehanička svojstva direktno iz kalupa. Ovo je ključna tačka koju mnogi kupci propuštaju: livena 718 komponenta je samo napola gotova. Apsolutno mora proći kroz termičku obradu homogenizacije – dugo namakanje, tipično iznad 1100°C – kako bi se te štetne faze rastvorile natrag u matricu. Preskočite ovo i dio će prerano otkazati pod stresom, bez obzira koliko dobro izgleda odljevak.
Ples toplinske obrade – sve je u slijedu
Ovo je srce dobijanja Inconel 718 izvoditi. Standardni tretman starenja (720°C 8 sati, hlađenje u peći na 620°C, držanje 8 sati, hlađenje na zraku) je dobro dokumentirano. Ali redosled u odnosu na druge operacije je sve. Za obrađeni dio od kovanog materijala, obično ga obrađujete u žarenom (mekšem) stanju, a zatim ga starite. Zvuči jednostavno.
Ali što se tiče glumačke uloge, to je složenije. Kao što je pomenuto, prvo homogenizujete. Zatim možete napraviti ciklus vrućeg izostatičkog presovanja (HIP) da zatvorite bilo kakvu preostalu mikroporoznost. Ključno pitanje je: da li koristite HIP prije ili poslije tretmana rastvorom? Postoji debata. Uradili smo to na oba načina. HIPping nakon sub-solvus termičke obrade može biti efikasan, ali morate biti izuzetno oprezni s temperaturama kako biste izbjegli rast zrna. Sada generalno preferiramo HIP u stanju livenja + homogenizovano, a zatim nastavljamo sa kompletnom sekvencom termičke obrade. To povećava troškove, ali podaci pokazuju bolja i dosljednija svojstva zamora, što je često kritična specifikacija za rotirajuće dijelove.
Još jedna nijansa: oslobađanje od stresa. Ako radite značajnu mašinsku obradu nakon starenja (što pokušavate izbjeći, ali ponekad ne možete), potrebno vam je ublažavanje stresa na niskim temperaturama nakon toga. Ne možete ići visoko ili ćete prestariti materijal. To je konstantna ravnoteža između dimenzionalne stabilnosti i očuvanja gama dvostruko-prime precipitata koji daju 718 njegovu snagu.
Zavarivanje i popravka – postupajte izuzetno oprezno
Ponekad odljevak ima površinski defekt za koji mislite da ga možete popraviti, ili je obrađenom dijelu potrebno preklapanje zavara. Sa 718, ovo je operacija visokog rizika. Legura je sklona pucanju nakon naprezanja u zoni pod utjecajem topline (HAZ) nakon zavarivanja, posebno ako je u ostarjelom stanju. Termički ciklus zavarivanja dovodi do naprezanja, a naknadni tretman starenjem (ako se primjenjuje) može uzrokovati pucanje jer HAZ pokušava ponovo taložiti.
Standardna praksa je da se zavari u žarenom stanju, a zatim da se čitav sklop prođe kroz puni ciklus očvršćavanja. Ali čak ni tada uspjeh nije zagarantovan. Pokušali smo popraviti veliko kućište turbine prije nekoliko godina. Praćena knjiga: žarenje pred zavarivanjem, korišćena žica za punjenje ERNiFeCr-2 (u osnovi sastav 718), kontrolisana međuprolazna temperatura. Izgledalo je savršeno nakon zavarivanja. Nakon ciklusa starenja, međutim, inspekcija penetranta u boji otkrila je mrežu finih pukotina u HAZ-u. Dio je bio smeće. Zaključak je bio da je masa odljevka stvorila tako ozbiljno ograničenje da su zaostala naprezanja od zavarivanja jednostavno previsoka, čak i nakon potpunog ponovnog starenja. Sada je naša politika izbjegavanje zavarivanja starih 718 kad god je to ljudski moguće. Cijena neuspjeha je previsoka. Ako dizajn zahtijeva zavarivanje, bolje je koristiti zavarivu varijantu kao što je 625 za taj specifični podsklop.
Izvori i lanac nabavke u stvarnom svijetu
Ne sve Inconel 718 stvoren je jednak. U tehničkim listovima iz različitih mlinova ili livnica može se reći da zadovoljavaju AMS 5662 ili 5663, ali đavo je u praksi topljenja. VIM-VAR (Vacuum Induction Melt praćen Vacuum Arc Remelt) materijal je zlatni standard za vazduhoplovne rotirajuće delove jer minimizira inkluzije i obezbeđuje ujednačenu, finu strukturu zrna. Za mnoge statičke livene komponente, jedno VIM topljenje može biti dovoljno, ali morate znati kritičnost aplikacije.
Ovdje je važna partnerova kontrola procesa. U QSY, naš fokus na livenje po investiciji i CNC mašinsku obradu za ovakve materijale znači da ne kupujemo samo zalihe za mlin; kontrolišemo hemiju iz taline u sopstvenoj livnici za livenje ili rigorozno certificiramo naše dobavljače šipki. Razvijate osjećaj za koji izvještaji o topljenju ukazuju na čistu toplinu. Tražite niske količine sumpora, kontrolisane nivoe magnezijuma ili cerijuma za kontrolu oblika sulfida. Upravo ovi neseksi detalji određuju da li će serija delova proći ultrazvučnu inspekciju ili će jedan pati u testu zamora visokog ciklusa.
Konačno, tu je i ekonomska realnost. 718 je skupo. Za to se brine sadržaj niobijuma. Dakle, svaki dizajn koji ga koristi trebao bi biti opravdan istinskom potrebom za njegovom čvrstoćom od 650°C+ i otpornošću na koroziju. Često se konsultujemo sa klijentima u fazi projektovanja. Ponekad, prelazak na Alloy 625 za bolju zavarljivost ili otpornost na koroziju, ili čak na visokokvalitetni nehrđajući materijal za primjene na nižim temperaturama, može uštedjeti značajne troškove i glavobolju u proizvodnji bez ugrožavanja funkcije. Znak iskustva nije samo znati kako raditi Inconel 718; to je znati kada vam je zaista potrebno.
